間接法建立總膽紅素和直接膽紅素參考區(qū)間的探討

吳 群， 沈雋霏， 吳文浩， 王蓓麗， 潘柏申， 郭 瑋

（復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院檢驗(yàn)科，上海 200032）

臨床實(shí)驗(yàn)室為了給臨床提供可靠的判斷標(biāo)準(zhǔn)需要建立一個(gè)準(zhǔn)確、可靠的生物參考區(qū)間[1]。目前國際上認(rèn)可的參考區(qū)間建立金標(biāo)準(zhǔn)為2010年由國際臨床化學(xué)和檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)聯(lián)合會（the International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine，IFCC）及美國臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（the Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI）共同修訂的《臨床實(shí)驗(yàn)室如何確定和建立生物參考區(qū)間；批準(zhǔn)指南——第3版》（EP28-A3c導(dǎo)則），導(dǎo)則中提出通過建立排除標(biāo)準(zhǔn)，選取合適的參考樣本來獲得參考值（直接法）是建立參考區(qū)間的首選方法[2]。然而，直接法的建立需要消耗大量費(fèi)用和時(shí)間，操作又較為繁瑣，不利于推廣和臨床運(yùn)用，因此現(xiàn)今大部分臨床實(shí)驗(yàn)室直接引用廠商提供的參考區(qū)間，未考慮人群、地域等流行病學(xué)差異，這可能會導(dǎo)致參考區(qū)間不適用，從而給臨床診療帶來困擾[3]。因此，通過一個(gè)更為簡便且科學(xué)的方法來獲得參考區(qū)間成為臨床實(shí)驗(yàn)室關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，有眾多學(xué)者提議利用實(shí)驗(yàn)室既有數(shù)據(jù)來建立以數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模式為基礎(chǔ)的參考區(qū)間（間接法）[4-6]。為此，本研究利用復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院生物信息數(shù)據(jù)庫中儲存的膽紅素檢測數(shù)據(jù)及前期研究確立的間接法來建立膽紅素的參考區(qū)間，并與直接法進(jìn)行比較，驗(yàn)證運(yùn)用間接法建立參考區(qū)間的可行性。

1 材料和方法

1.1 研究對象

收集復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)中儲存的2017年1—12月體檢中心體檢健康者的膽紅素檢測數(shù)據(jù)，項(xiàng)目包括總膽紅素（total bilirubin，TB）和直接膽紅素（direct bilirubin，DBil）。剔除信息不全的數(shù)據(jù)，通過比對實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)中儲存的患者卡號篩選同一來源數(shù)據(jù)并選取時(shí)間最早的檢測結(jié)果。

1.2 儀器和試劑

采用礬酸鹽法檢測TB和DBil，試劑和校準(zhǔn)品均購自日本W(wǎng)ako公司，檢測儀器為Cobas c 702全自動生化分析儀（瑞士羅氏公司）。采用3水平常規(guī)生化多項(xiàng)目質(zhì)控品（美國Bio-Rad公司，2017年批號分別為45721、45722、45723）及Westgard多規(guī)則（13s和22s）進(jìn)行室內(nèi)質(zhì)量控制。

1.3 方法

采用間接法[7-8]建立TB和DBil的參考區(qū)間。

1.3.1 數(shù)據(jù)信息 健康體檢人群的TB和DBil檢測數(shù)據(jù)信息見表1。

表1 健康體檢人群TB和DBil檢測數(shù)據(jù)信息

1.3.2 數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗(yàn)及轉(zhuǎn)換 采用偏度-峰度檢驗(yàn)[9]對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性分析。非正態(tài)分布數(shù)據(jù)通過BOX-COX變換[10]轉(zhuǎn)變?yōu)榻普龖B(tài)分布，并對變換后的數(shù)據(jù)使用偏度-峰度檢驗(yàn)分析正態(tài)性。

1.3.3 離群值剔除 采用四分位間距法[11]剔除離群值。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析 將收集的數(shù)據(jù)根據(jù)性別進(jìn)行分組，采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)分析是否存在性別差異，如有差異則分組建立參考區(qū)間。

1.3.5 參考區(qū)間的建立和驗(yàn)證 對剔除離群值后的數(shù)據(jù)使用Hoffman法[4]計(jì)算5%或95%位點(diǎn)的數(shù)值，最后再轉(zhuǎn)化為最初的表達(dá)形式，得到最終的參考區(qū)間。計(jì)算各項(xiàng)目參考區(qū)間上、下限值與直接法建立的參考區(qū)間（我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）的相對偏差（兩者的參考下限之間及參考上限之間差異的百分比）[12]，并與參考變化值（reference change value，RCV）進(jìn)行比較，RCV的計(jì)算公式為：RCV=21/2×Z×（CVa2×CVi2）1/2，式中CVa為分析變異系數(shù)，CVi為個(gè)體內(nèi)膽紅素的生物學(xué)變異系數(shù)[13]，Z為差異的可能性概率值，取1.96（95%的可能性概率）[14]。相對偏差≤RCV認(rèn)為二者之間無明顯差異，高于RCV認(rèn)為二者存在差異。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)排序，計(jì)算RCV和參考區(qū)間的差異百分比。采用Minitab17軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗(yàn)及轉(zhuǎn)換

偏度-峰度檢驗(yàn)結(jié)果顯示，TB和DBil數(shù)據(jù)均呈非正態(tài)分布。采用BOX-COX對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后各組數(shù)據(jù)均呈近似正態(tài)分布。見表2。

2.2 離群值剔除

使用四分位間距法剔除大于第75百分位數(shù)（P75）+1.5倍四分位間距（inter-quartile range，IQR）和小于第25百分位數(shù)（P25）-1.5倍IQR的數(shù)據(jù)。TB數(shù)據(jù)中，男性剔除784例，女性剔除578例；DBil數(shù)據(jù)中，男性剔除925例，女性675例。見表3。

表2 各組數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗(yàn)和BOX-COX變換前、后結(jié)果

表3 離群值剔除前、后的數(shù)據(jù)對比

2.3 不同性別之間TB、DBil的差異

TB和DBil男、女性之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000），因此需按性別建立不同的參考區(qū)間。見表4。

表4 男性、女性TB、DBil檢測結(jié)果比較μmol/L，中位數(shù)（范圍）

2.4 參考區(qū)間的建立和驗(yàn)證

采用Hoffmann法獲得男性、女性參考區(qū)間，TB男性、女性及DBil男性參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間的相對偏差均低于RCV，提示建立的男性、女性TB參考區(qū)間及男性DBil參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間無差異；DBil女性參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間的相對偏差高于RCV，提示建立的女性DBil參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間有差異。見表5。

表5 本研究建立的參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間的比較

3 討論

隨著數(shù)字化和信息化時(shí)代的到來，“大數(shù)據(jù)”在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也開始發(fā)揮作用，數(shù)據(jù)本身并不能產(chǎn)生價(jià)值，但是如何分析和利用大數(shù)據(jù)來為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的工作作出貢獻(xiàn)才是關(guān)鍵。而利用間接法來建立臨床實(shí)驗(yàn)室生物參考區(qū)間則是大數(shù)據(jù)帶給我們的禮物之一[15]。

眾所周知，運(yùn)用直接法建立參考區(qū)間雖然是金標(biāo)準(zhǔn)，但可行性較低，難以推廣。因此大部分臨床實(shí)驗(yàn)室直接沿用試劑廠商提供的參考區(qū)間，忽略了人群、地域等生物學(xué)差異，難以為臨床提供適宜且可靠的參考區(qū)間。因此，以既有數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法來建立參考區(qū)間的間接法受到了廣泛關(guān)注。EP28-A3c導(dǎo)則中也指出了直接法的局限性，并且允許實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化、驗(yàn)證或自行建立適合自己實(shí)驗(yàn)室的參考區(qū)間[4]。復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院已通過醫(yī)院數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)驗(yàn)證并建立了一些項(xiàng)目的參考區(qū)間，為后續(xù)的研究者提供了參考。

膽紅素在評估肝膽疾病及溶血性疾病方面具有重要意義，因此準(zhǔn)確建立參考區(qū)間非常重要。目前，國內(nèi)已有若干研究利用直接法建立了各地區(qū)的膽紅素參考區(qū)間[16-17]，但是尚未有文獻(xiàn)報(bào)道使用間接法驗(yàn)證或建立膽紅素的參考區(qū)間。為此，本研究旨在利用前期研究中的數(shù)據(jù)使用間接法來進(jìn)行膽紅素參考區(qū)間的建立和驗(yàn)證。

本研究使用了2017年體檢者的膽紅素?cái)?shù)據(jù)，采用間接法建立TB和DBil的參考區(qū)間。結(jié)果顯示，TB和DBil數(shù)據(jù)均呈非正態(tài)分布，使用BOX-COX法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為近似正態(tài)分布，隨后采用四分位間距法剔除離群值。另外，由于TB和DBil男性、女性之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000），因此需按性別建立不同的參考區(qū)間。我國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WS/T 404.4—2018中TB的參考區(qū)間分為男性和女性2個(gè)組，而DBil未按性別分組，因此本研究中可能是由于樣本量不足等原因，導(dǎo)致得出男女需分組的結(jié)論。由于膽紅素為單側(cè)參考區(qū)間，因此本研究采用第95百分位數(shù)作為參考區(qū)間上限，計(jì)算自建的參考區(qū)間與我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參考區(qū)間的偏差，將偏差與RCV比較。TB男性、女性與直接法參考區(qū)間的相對偏差均低于RCV，提示建立的男性、女性TB參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間無差異，進(jìn)一步證明了利用間接法建立參考區(qū)間的可行性。DBil男性參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間的相對偏差均低于RCV，而女性則略大于RCV，原因可能是：（1）DBil檢測結(jié)果較低，因此其變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）相對較大，且檢測結(jié)果越低，CV越大，導(dǎo)致差異略大于RCV；（2）采集的數(shù)據(jù)并不能夠完全代替整個(gè)人群，始終存在人群和地域等生物學(xué)差異；（3）數(shù)據(jù)量不足。

采用間接法建立參考區(qū)間已經(jīng)得到眾多學(xué)者的認(rèn)可和驗(yàn)證。本研究采用間接法建立了TB和DBil的參考區(qū)間，證明了采用四分位間距法聯(lián)合Hoffman法建立參考區(qū)間的可行性。但間接法尚無統(tǒng)一的導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)，無法確定間接法所用的統(tǒng)計(jì)方法是否準(zhǔn)確可靠，并且采集的數(shù)據(jù)也并不能完全代表目標(biāo)人群，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面也存在個(gè)體差異等。同時(shí)，由于各實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量不一，又無相關(guān)指南規(guī)定數(shù)據(jù)量的標(biāo)準(zhǔn)，因此可能會出現(xiàn)差異。目前，已有多篇文獻(xiàn)利用直接法建立了自己地區(qū)的膽紅素參考區(qū)間，也普遍認(rèn)為各地區(qū)膽紅素差異較大，需要建立自己地區(qū)的參考區(qū)間[16-18]。盡管目前有著諸多限制，間接法仍可依靠其相對簡便、科學(xué)的優(yōu)勢，為建立符合臨床實(shí)驗(yàn)室要求的參考區(qū)間提供一條新的思路。

綜上所述，本研究采用間接法建立的TB男性、女性和DBil男性參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間無差異，證明采用間接法建立參考區(qū)間的可行性。而DBil女性參考區(qū)間與直接法參考區(qū)間的偏差雖稍大于RCV，但可以通過采集更多數(shù)據(jù)量并選取與直接法參考區(qū)間建立人群相似的人群數(shù)據(jù)等方法來減小這種差異。